CN111301986B - 一种贮柜布料带打滑判定方法及报警系统 - Google Patents
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Abstract
一种贮柜布料带打滑判定方法及报警系统。本发明判定方法:采集布料带生产过程中激光测距仪在一个周期T内不同时刻的基础数据Di,一个周期内采集间隔时间t的激光测距仪数值dij;通过基础数据计算所有周期内有效数据中相邻时刻的激光测距仪数值增量εi,计算数值增量的最大偏差,确定布料带运行过程中判定打滑的报警阈值εt;PLC存储布料带在生产过程中激光测距仪每个周期的实时数据,计算单位时间内的实时增量φi,将相邻两时刻的实时增量进行差值计算,得出实时变化率实时增量φi与设定的报警阈值εt进行比较,当实时增量φi小于报警阈值εt,且实时变化率小于0时,PLC控制系统判定布料带出现打滑,同时发出报警指令。其有益效果提高生产效率、工艺质量,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种贮柜布料带,尤其是涉及一种贮柜布料带打滑判定方法及报警系统,属于烟草生产加工设备技术领域。
背景技术
贮柜是卷烟厂制丝车间中用于存储物料的重要设备,对不同种类的物料进行预混,使物料混合均匀,达到将不同种类的物料配方进行比例混合的工艺目的。贮柜布料带不同于普通皮带,普通皮带在生产过程中出现打滑时,会导致皮带出口发生堵料,此时,电机过流会直接造成电机启动器跳闸,可通过人机界面观察堵料的具体位置并快速解决恢复生产。而作为贮柜进料的主要部件之一,布料带的宽度通常比普通皮带宽大,当布料带出现打滑时,会造成大量的烟叶或烟丝直接堆积在布料带上,且不会像普通皮带一样出现过流报警。在贮柜缺少布料带打滑检测装置的情况下,需要布料带上堆积足够多的烟丝或烟叶,导致布料车因过载而长期不换向、打滑和过流等报警时,才会发现布料带出现打滑,由此导致生产效率下降、人工成本提高和工艺质量降低。激光测距仪作为一种实时监测布料车运行位置的器件,已广泛应用于卷烟厂制丝车间贮柜上,但其实际利用的价值较少,在此背景下,将激光测距仪与布料带打滑判定方法相结合,建立合理的打滑报警系统,准确和尽早的发现布料带出现打滑问题,对于保证贮柜正常进料十分重要。
发明内容
为了克服现有贮柜缺少布料带打滑检测装置,当布料带上堆积足够多的烟丝或烟叶,导致布料车因过载而长期不换向、打滑和过流等报警时,才会发现布料带出现打滑,由此导致生产效率下降、人工成本提高和工艺质量降低的不足,本发明提供一种贮柜布料带打滑判定方法及报警系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种贮柜布料带打滑判定方法,其步骤如下:
A、采集布料带生产过程中激光测距仪在一个周期T内不同时刻的基础数据Di,一个周期内采集间隔时间t的激光测距仪数值dij,
其中:i--周期T中的某一个时刻,
j--每个周期T内采集的激光测距仪数值个数;
B、通过基础数据计算所有周期内有效数据中相邻时刻的激光测距仪数值增量εi,以此计算数值增量的最大偏差,确定布料带运行过程中判定打滑的报警阈值εt;
报警阈值εt的函数为:
εt=λAεDεBε
其中,λ为激光测距仪的波动系数,λ取值范围是1.005~1.007,
Dε增量阈值矩阵,
Aε和Bε权重矩阵;
进一步,所述步骤A中,
周期T为贮柜布料车从反向极限运行至正向极限所用的时间,一个周期内采集间隔时间t取值为3s≤t≤8s;
所述基础数据包含的是布料带运行过程中多个周期的数据,用集合表示为
其中,i--周期T中的某一个时刻,
j--每个周期T内采集的激光测距仪数值个数,
n--基础数据中采集的周期个数,n≥5。
进一步,所述步骤B中的有效数据包括变频器实时频率达到设定频率,且实际频率稳定不变之后采集的数据,其中:
实际频率稳定不变的必要条件为,实际频率与设定频率的差值绝对值小于等于0.3,且差值绝对值小于等于0.3持续2秒钟以上;
根据布料带上的物料分布特点和激光测距仪性能,分析不同组的基础数据之间波动性,通过波动性大小经过权重分配,增量阈值矩阵Dε、权重矩阵Aε和Bε分别为:
报警阈值εt的函数为:
εt=λAεDεBε
其中,λ为激光测距仪的波动系数,λ取值范围是1.005~1.007。
一种所述贮柜布料带打滑判定方法的报警系统,包括激光测距仪、PLC,报警系统还包括管理终端、监控计算机、LCD工序屏、警笛和警灯,警笛、警灯通过控制电缆和信号电缆与PLC连接,LCD工序屏通过控制电缆和通讯电缆与PLC连接。
当根据所述贮柜布料带打滑判定方法判定布料带出现打滑状态时,所述PLC控制系统产生报警指令并控制布料车抱闸停车,报警指令通过弹框提示模式显示在管理终端和监控计算机上;与此同时,所述LCD工序屏、警笛、警灯接收PLC控制系统发出的报警指令并发出报警信号。
进一步,所述LCD工序屏、警笛、警灯其中的任意一个或任意两个接收PLC控制系统发出的报警指令并发出报警信号。
本发明的有益效果是,通过建立基础数据计算增量阈值,以实时增量和实时变化率作为判定依据,建立判定贮柜布料带打滑的数学模型,同时将制丝车间PLC控制系统和管理系统作为基础,从软件和硬件两个方面实现布料带打滑报警,提高生产效率、工艺质量,降低人工成本提高。
附图说明
图1是本发明的贮柜布料带打滑判定方法流程图。
图2是本发明报警系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但是,本领域技术人员应该知晓的是,本发明不限于所列出的具体实施方式,只要符合本发明的精神,都应该包括于本发明的保护范围内。
参见附图1。本发明一种贮柜布料带打滑判定方法,步骤如下:
A、采集布料带生产过程中激光测距仪在一个周期T内不同时刻的基础数据Di,一个周期内采集间隔时间t的激光测距仪数值dij;
B、通过基础数据计算所有周期内有效数据中相邻时刻的激光测距仪数值增量εi,以此计算数值增量的最大偏差,确定布料带运行过程中判定打滑的报警阈值εt;
报警阈值εt的函数为:
εt=λAεDεBε
其中,λ为激光测距仪的波动系数,λ取值范围是1.005~1.007,
Dε增量阈值矩阵,
Aε和Bε权重矩阵;
进一步,所述步骤A中,
周期T为贮柜布料车从反向极限运行至正向极限所用的时间,T是通过表秒实际测量而得;
一个周期内采集间隔时间t取值为3s≤t≤8s;
所述基础数据包含的是布料带运行过程中多个周期的数据,用集合表示为
其中,i--周期T中的某一个时刻,
j--每个周期T内采集的激光测距仪数值个数,
n--基础数据中采集的周期个数,n≥5。
进一步,所述步骤B中的有效数据包括变频器实时频率达到设定频率,设定频率即满足贮柜铺料工艺要求下的布料车运行速度,且实际频率稳定不变之后采集的数据(即:开始阶段TS之前的数据和结束阶段TL之后的数据均需要剔出),其中:
实际频率稳定不变的必要条件为,实际频率与设定频率的差值绝对值小于等于0.3,且差值绝对值小于等于0.3持续2秒钟以上;
根据布料带上的物料分布特点和激光测距仪性能,分析不同组的基础数据之间波动性,通过波动性大小经过权重分配,增量阈值矩阵Dε、权重矩阵Aε和Bε分别为:
报警阈值εt的函数为:
εt=λAεDεBε
其中,λ为激光测距仪的波动系数,λ取值范围是1.005~1.007。
一种所述贮柜布料带打滑判定方法的报警系统,包括激光测距仪、PLC、管理终端、监控计算机、LCD工序屏、警笛和警灯,警笛、警灯通过控制电缆和信号电缆与PLC连接,LCD工序屏通过控制电缆和通讯电缆与PLC连接。
当根据所述贮柜布料带打滑判定方法判定布料带出现打滑状态时,所述PLC控制系统产生报警指令并控制布料车抱闸停车,报警指令通过弹框提示模式显示在管理终端和监控计算机上;与此同时,所述LCD工序屏、警笛、警灯接收PLC控制系统发出的报警指令并发出报警信号。
进一步,所述LCD工序屏、警笛、警灯其中的任意一个或任意两个接收PLC控制系统发出的报警指令并发出报警信号。
实施例:以某烟厂制丝车间制叶工艺段的一组预混柜(对顶柜)为例,采用本发明一种贮柜布料带打滑判定方法及报警系统,通过测量实验和设备的设计参数分别获得设备参数和计算相关参数,进行该判定方法及系统可行性验证。
1.试验条件
贮柜厂家:昆船设备,
型号:GDT25K16,
贮料宽度:2500mm,
布料车功率:1.5kW,
布料带功率:1.5kW,
激光测距仪厂家:SICK(德国西克),型号:DL50-P1123。
2.计算相关参数
布料车运行周期T=64s,
开始阶段时间TS=5s,
结束阶段时间TL=61s,
周期个数n=5,
取值个数j=8,
采集间隔时间t=8s,
激光测距仪的波动系数λ=1.006。
3.基础数据
根据试验条件和相关参数,采集的基础数据见表1。
表1激光测距仪的基础数据
4.报警阈值
由上可得增量阈值矩阵Dε,权重矩阵分别为
A15=[0.22,0.2,0.18,0.19,0.21]
代入数据
5.判定结果
通过统计记录某次系统判定预混柜布料带出现打滑时记录的数据,见表2。
表2某次预混柜布料带打滑时采集的实时数据
布料车在运行过程中,
第29秒的实时增量φ4=d4-d3=8.144606-6.090562=2.054044,
第37秒的实时增量φ5=d5-d4=10.19851-8.144606=2.053904。
采用本发明贮柜布料带打滑判定方法,能够及时判定生产过程中贮柜布料带出现打滑,减少了因布料带打滑造成的停机次数,降低了人员维修和保养成本;本发明报警系统从多个维度,不同区域进行布料带打滑报警推送,保证了信息传达的及时性、有效性,加快发现布料带出现打滑的时间。
应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明,本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。
Claims (5)
1.一种贮柜布料带打滑判定方法,其步骤如下:
A、采集布料带生产过程中激光测距仪在一个周期T内不同时刻的基础数据Di,一个周期内采集间隔时间t的激光测距仪数值dij,
其中:i--周期T中的某一个时刻,
j--每个周期T内采集的激光测距仪数值个数;
B、通过基础数据计算所有周期内有效数据中相邻时刻的激光测距仪数值增量εi,以此计算数值增量的最大偏差,确定布料带运行过程中判定打滑的报警阈值εt;
报警阈值εt的函数为:
εt=λAεDεBε
其中,λ为激光测距仪的波动系数,λ取值范围是1.005~1.007,
Dε为增量阈值矩阵,
Aε、Bε为权重矩阵;
所述步骤B中的有效数据包括变频器实时频率达到设定频率,且实际频率稳定不变之后采集的数据,其中:
实际频率稳定不变的必要条件为,实际频率与设定频率的差值绝对值小于等于0.3,且差值绝对值小于等于0.3持续2秒钟以上;
根据布料带上的物料分布特点和激光测距仪性能,分析不同组的基础数据之间波动性,通过波动性大小经过权重分配,增量阈值矩阵Dε、权重矩阵Aε和Bε分别为:
报警阈值εt的函数为:
εt=λAεDεBε
其中,λ为激光测距仪的波动系数,λ取值范围是1.005~1.007。
4.一种权利要求1所述贮柜布料带打滑判定方法的报警系统,包括激光测距仪、PLC,其特征是:报警系统还包括管理终端、监控计算机、LCD工序屏、警笛和警灯,警笛、警灯通过控制电缆和信号电缆与PLC连接,LCD工序屏通过控制电缆和通讯电缆与PLC连接;
当根据所述贮柜布料带打滑判定方法判定布料带出现打滑状态时,所述PLC控制系统产生报警指令并控制布料车抱闸停车,报警指令通过弹框提示模式显示在管理终端和监控计算机上;与此同时,所述LCD工序屏、警笛、警灯接收PLC控制系统发出的报警指令并发出报警信号。
5.根据权利要求4所述的报警系统,其特征是:所述LCD工序屏、警笛、警灯其中的任意一个或任意两个接收PLC控制系统发出的报警指令并发出报警信号。
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